KR101742587B1 - 증발기 및 이를 구비하는 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 저장실을 형성하는 케이스; 상기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브; 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되며, 내부에 제상을 위한 작동액이 충진되는 히팅 튜브; 및 상기 히팅 튜브에 대응되는 상기 케이스의 외부면에 부착되어, 상기 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히팅 유닛을 포함하는 증발기를 개시한다.

Description

증발기 및 이를 구비하는 냉장고{EVAPORATOR AND REFRIGERATOR HAVING THE SAME}

본 발명은 착상된 성에를 제거하는 제상 장치를 구비하는 증발기, 그리고 이를 구비하는 냉장고에 관한 것이다.

냉장고는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 구비하여 냉매의 상 변화에 따른 열의 이동을 이용해서 각종 식품의 신선도를 장기간 유지할 수 있는 장치이다.

냉장고의 냉각 방식은 직냉식과 간냉식으로 나뉠 수 있다. 직냉식은 증발기의 차가운 냉기의 자연 대류에 의하여 저장실 내부를 냉각시키는 방식이고, 간냉식은 냉각팬을 이용하여 냉기를 강제로 순환시킴으로써 저장실 내부를 냉각시키는 방식이다.

일반적으로, 직냉식 냉장고에는 이격부재가 개재된 두 케이스 시트 사이를 압접시킨 다음, 압착된 이격부재에 고압공기를 불어넣어 팽창시킴으로써, 압접된 두 케이스 시트 사이에 쿨링 유로를 형성한 롤 본드(roll-bond) 타입의 증발기가 채용되어 사용되고 있다.

냉장고의 구동 과정에서, 증발기와 주변 공기와의 온도차가 발생할 경우, 공기 중의 수분이 증발기의 표면에 응축 동결되는 현상(성에 착상)이 발생한다. 이러한 성에는 증발기의 냉각 성능을 감소시키는 원인이 되며, 제상을 하려면 압축기를 강제 오프(off)시킨 후에 소정시간 동안에 걸쳐 자연 제상을 행하여야 하는 불편함이 있다.

본 발명의 일 목적은, 구조적으로 단순하고, 저전력으로 구동되며, 유지 보수가 용이한 제상 장치를 구비하는 롤 본드 타입의 증발기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 일 목적은, 제상으로 인하여 발생된 제상수가 히터에 접촉되는 것이 방지될 수 있는 제상 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 작동액이 원활하게 순환할 수 있는 제상 장치를 제공하는 데에 있다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 증발기는, 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 저장실을 형성하는 케이스; 상기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브; 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되며, 내부에 제상을 위한 작동액이 충진되는 히팅 튜브; 및 상기 히팅 튜브에 대응되는 상기 케이스의 외부면에 부착되어, 상기 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히팅 유닛을 포함한다.

상기 히팅 유닛은 상기 케이스의 바닥면 저부에 부착될 수 있다.

상기 히팅 튜브는, 상기 히팅 유닛이 부착되어 내부의 작동액이 가열되도록 구성되고, 상기 히팅 유닛에 의해 가열된 작동액이 방출되는 출구와 냉각된 작동액이 회수되는 입구를 포함하는 챔버; 및 상기 출구와 상기 입구에 각각 연결되어 작동액이 흐르는 유로를 형성하는 유동관을 포함할 수 있다.

상기 챔버는 상기 케이스의 바닥면 또는 상기 케이스의 일측면 하부에 구비될 수 있다.

상기 출구와 연결된 상기 유동관은 상기 케이스의 상측을 향하여 연장 형성될 수 있다.

상기 출구의 단면적은 상기 입구의 단면적과 같거나 상기 입구의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.

상기 히팅 유닛은, 상기 챔버를 덮도록 배치되는 장착 프레임; 상기 장착 프레임에 부착되는 히터; 상기 히터와 제어부 간을 전기적으로 연결하는 리드 와이어; 및 상기 히터를 덮도록 배치되는 실링부재를 포함할 수 있다.

상기 챔버는, 상기 히터가 배치되는 부분에 대응되는 능동발열부; 및 상기 히터가 미배치되는 부분에 대응되는 수동발열부로 구획되고, 상기 유동관을 이동한 후 상기 입구를 통하여 리턴되는 작동액이 재가열되어 역류하는 것을 방지하도록, 상기 입구는 상기 수동발열부에 형성될 수 있다.

상기 증발기는, 상기 장착 프레임을 관통하여 상기 케이스에 고정되는 체결부재를 더 포함할 수 있다.

상기 챔버와 상기 장착 프레임 사이에는 열전도성 접착제가 개재될 수 있다.

상기 장착 프레임은, 상기 챔버에 대응되게 형성되는 베이스 프레임; 및 상기 베이스 프레임의 배면으로부터 하측으로 돌출 형성되어, 상기 베이스 프레임의 배면에 부착된 상기 히터의 적어도 일부를 감싸도록 구성되는 돌출부를 구비하며, 상기 실링부재는 상기 돌출부에 의해 형성되는 내측의 리세스된(recessed) 공간에 상기 히터를 덮도록 충진될 수 있다.

상기 히터는, 세라믹 재질로 형성되고, 상기 장착 프레임의 배면에 부착되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 형성되며, 상기 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 구성되는 열선; 및 상기 베이스 플레이트에 형성되고, 상기 열선과 상기 리드 와이어 간을 전기적으로 연결하는 터미널을 포함할 수 있다.

상기 히터의 배면과 상기 실링부재 사이에는 절연재가 개재될 수 있다.

상기 히팅 튜브는 상기 쿨링 튜브의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.

상기 챔버는 상기 쿨링 튜브를 향하여 내측으로 연장 형성될 수 있다.

상기 쿨링 튜브는 상기 히팅 튜브의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.

상기 출구는 상기 챔버의 양측에 각각 구비되는 제1출구와 제2출구를 구비하고, 상기 입구는 상기 챔버의 양측에 각각 구비되는 제1입구와 제2입구를 구비하며, 상기 유동관은, 상기 제1 및 제2출구에 각각 연결되어, 상기 챔버로부터 멀어지도록 상기 챔버의 양측으로 각각 연장 형성되었다가 상기 챔버에 가까워지도록 연장 형성되어, 상기 제1 및 제2입구에 연결될 수 있다.

상기 케이스는 플레이트 형태의 금속 프레임이 벤딩되어 형성되고, 상기 금속 프레임의 일단부에는 상기 히팅 튜브의 제1개구부와 제2개구부가 각각 형성되며, 상기 제1개구부와 상기 제2개구부가 연결배관에 의해 상호 연결됨으로써, 상기 히팅 튜브는 상기 연결배관과 함께 작동액이 순환하는 폐루프 형태의 순환 유로를 형성할 수 있다.

아울러, 본 발명은, 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 저장실을 형성하는 케이스; 상기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉매가 충진되는 쿨링 튜브; 상기 케이스의 외부에 구비되는 히팅 유닛; 및 양단부가 상기 히팅 유닛의 입구와 출구에 각각 연결되고, 상기 히팅 유닛에 의해 가열되어 이송되는 고온의 작동액에 의해 상기 케이스에 방열하도록 상기 케이스의 외부를 감싸도록 구성되는 히트 파이프를 포함하며, 상기 히팅 유닛은, 내부에 빈 공간을 구비하고, 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 상기 입구와 상기 출구를 각각 구비하는 히터 케이스; 및 상기 히터 케이스의 외부면에 부착되어 상기 히터 케이스 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함하는 증발기를 개시한다.

상기 히터 케이스의 양측에는 각각 저면으로부터 하측으로 연장 형성되어 상기 저면에 부착된 히터의 양측면을 덮도록 구성되는 제1 및 제2연장핀이 구비되며, 상기 히터의 배면과 상기 제1 및 제2연장핀에 의해 형성되는 리세스된(recessed) 공간에는 실링부재가 상기 히터를 덮도록 충진될 수 있다.

본 발명에 따르면, 냉매가 흐르는 쿨링 튜브와 작동액이 흐르는 히팅 튜브가 롤 본드 타입으로 케이스에 형성되고, 히팅 유닛이 케이스의 외주면에 부착되어 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되므로, 구조적으로 단순한 제상 기능을 가지는 증발기가 제공될 수 있다.

상기 증발기에서, 히팅 유닛은 케이스의 외부면에 부착되어 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되므로, 히팅 유닛의 고장시 유지 보수가 용이하다. 또한, 상기 히터로 판상의 세라믹 히터를 적용하는 경우, 저렴한 비용으로 저전력, 고효율의 제상 장치가 구현될 수 있다.

아울러, 장착 프레임 하부의 돌출부에 의해 한정되는 내측의 리세스된 공간에 히터가 장착되고, 그 위에 실링부재가 충진되는 구조에 의하여, 히터의 실링구조가 구현될 수 있다.

또한, 히터가 챔버의 입구 측에는 미배치되고 챔버의 출구에 대응되게 배치됨으로써, 작동액이 역류 없이 원활하게 흐를 수 있는 유동 구조가 구현될 수 있다.

한편, 쿨링 튜브가 형성된 롤 본드 타입의 케이스에, 히팅 유닛에 의해 가열된 작동액을 이송하는 히트 파이프가 케이스의 외부를 감싸도록 설치됨으로써, 제상 기능을 가지는 증발기가 구현될 수도 있다. 이러한 증발기는 기존의 롤 본드 타입의 증발기를 그대로 이용할 수 있으며, 히팅 유닛의 히터로 판상의 세라믹 히터를 적용하는 경우 저전력 고효율의 제상 장치가 구현될 수 있다는 점에서 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 보인 개념도.
도 2 및 도 3은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제1실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들.
도 4는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도.
도 5는 도 3에 도시된 B 부분의 확대도.
도 6은 도 5에 도시된 히팅 유닛의 분해 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 히터의 개념도.
도 8은 도 2에 도시된 라인 C-C를 따라 취한 단면도.
도 9는 도 3에서 챔버 내의 히터의 설치 위치를 설명하기 위한 개념도.
도 10 및 도 11은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제2실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들.
도 12는 도 10에 도시된 D 부분의 확대도.
도 13은 도 11에 도시된 E 부분의 확대도.
도 14는 도 10에 도시된 라인 F-F를 따라 취한 단면도.
도 15는 도 11에서 챔버 내의 히터의 설치 위치를 설명하기 위한 개념도.
도 16은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제3실시예를 보인 개념도.
도 17은 도 16에 도시된 증발기의 분해 사시도.
도 18은 도 17에 도시된 히팅 유닛의 분해 사시도.
도 19는 도 17에 도시된 히팅 유닛을 라인 G-G를 따라 취한 단면도.
도 20 및 도 21은 제3실시예의 변형예를 보인 개념도들.

이하, 본 발명에 관련된 증발기 및 이를 구비하는 냉장고에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고(10)를 보인 개념도이다.

냉장고(10)는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.

도시된 바와 같이, 냉장고 본체(11)는 내부에 식품의 저장을 위한 저장공간을 구비한다. 상기 저장공간은 격벽에 의해 분리될 수 있으며, 설정 온도에 따라 냉장실(11a)과 냉동실(11b)로 구분될 수 있다.

본 실시예에서는, 냉동실(11b)이 냉장실(11a) 위에 배치되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고를 보이고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은, 냉장실과 냉동실이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고, 상부에 냉장실이 마련되고 하부에 냉동실이 마련되는 바텀 프리저 타입(bottom freezer type)의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.

냉장고 본체(11)에는 도어(12a, 12b)가 연결되어, 냉장고 본체(11)의 전면 개구부를 개폐하도록 이루어진다. 본 도면에서는, 냉장실 도어(12a)와 냉동실 도어(12b)가 각각 냉장실(11a)과 냉동실(11b)의 전면부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 도어(12a, 12b)는 냉장고 본체(11)에 회전 가능하게 연결되는 회전형 도어, 냉장고 본체(11)에 슬라이드 이동 가능하게 연결되는 서랍형 도어 등으로 다양하게 구성될 수 있다.

냉장고 본체(11)에는 기계실(미도시)이 마련되고, 상기 기계실의 내부에는 압축기와 응축기 등이 구비된다. 상기 압축기와 응축기는 증발기(100)와 연결되어 냉동 사이클을 구성한다.

한편, 냉동 사이클을 순환하는 냉매(R)는 증발기(100)에서 주변의 열을 기화열로 흡수하며, 이로 인하여 주변이 냉각 효과를 얻게 된다. 이 과정에서, 주변 공기와의 온도차가 발생할 경우, 공기 중의 수분이 증발기(100)의 표면에 응축 동결되는 현상(성에 착상)이 발생한다. 이러한 성에를 제거하기 위해 증발기(100)에는 제상 장치가 구비된다.

이하에서는, 제상시의 소비전력이 감소될 수 있는 새로운 형태의 증발기(100)에 대하여 설명한다.

도 2 및 도 3은 도 1의 냉장고(10)에 적용되는 증발기(100)의 제1실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들이고, 도 4는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 증발기(100)는 케이스(110), 쿨링 튜브(120), 히팅 튜브(130) 및 히팅 유닛(140)을 포함한다. 증발기(100)의 상기 구성들 중 쿨링 튜브(120)는 냉각을 위한 구성에 해당하며, 히팅 튜브(130) 및 히팅 유닛(140)은 제상을 위한 구성에 해당한다.

케이스(110)는 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 저장실을 형성한다. 케이스(110)는 그 자체로 내부에 저장실을 형성할 수도 있고, 별도로 구비되는 하우징(미도시)를 감싸도록 형성될 수도 있다.

케이스(110)에는 냉각을 위한 냉매(R: Refrigerant)가 흐르는 쿨링 튜브(120)와 제상을 위한 작동액(W: Working Fluid)이 흐르는 히팅 튜브(130)가 형성된다. 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 케이스(110)의 적어도 일면에 형성되며, 상기 적어도 일면의 내부에 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링유로와 작동액(W)이 흐를 수 있는 히팅유로를 각각 형성한다.

쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 형성된 케이스(110)의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 케이스(110)의 재료가 되는 제1케이스 시트(111, 도 8 참조)와 제2케이스 시트(112, 도 8 참조)를 준비한다. 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)는 금속 재질(예를 들어, 알루미늄, 스틸 등)로 형성될 수 있으며, 수분과의 접촉에 의한 부식을 방지하기 위하여 표면에 코팅층이 형성될 수 있다.

그리고는 제1케이스 시트(111) 상에 쿨링 튜브(120)에 대응되는 제1이격부재와 히팅 튜브(130)에 대응되는 제2이격부재를 배치한다. 상기 제1 및 제2이격부재는 나중에 제거되는 구성으로서, 흑연 등이 이용될 수 있다.

다음으로, 상기 제1 및 제2이격부재를 사이에 두고 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)를 상호 접면시킨 다음, 롤러 장치(R)를 이용하여 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)를 상호 압착하여 일체화시킨다.

그러면 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 일체로 구성된 플레이트 형태의 프레임이 형성되는데, 그 내부에는 상기 제1 및 제2이격부재가 위치한 상태를 취한다. 이러한 상태에서 외부로 노출된 제1 및 제2이격부재로 고압공기를 분사한다.

분사되는 고압공기에 의해 제1 및 제2케이스 시트(111, 112) 사이에 존재하던 상기 제1 및 제2이격부재는 상기 프레임으로부터 배출된다. 이 과정에서 상기 제1이격부재가 존재하던 공간은 빈 공간으로 남겨져 쿨링 튜브(120)를 형성하고, 상기 제2이격부재가 존재하던 공간을 빈 공간을 남겨져 히팅 튜브(130)를 형성한다.

상기 고압공기를 분사하여 상기 제1 및 제2이격부재를 배출시키는 과정에서, 상기 제1 및 제2이격부재가 존재하던 부분은 상기 제1 및 제2이격부재의 부피보다 상대적으로 크게 팽창되게 된다.

이러한 제조 방법에 따라, 상기 프레임에는 적어도 일면으로 볼록하게 튀어나온 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 형성된다. 일 예로, 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 같은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 프레임의 양면으로 돌출 형성된다. 다른 일 예로, 제1케이스 시트(111)가 제2케이스 시트(112)보다 높은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 상대적으로 강성이 낮은 제2케이스 시트(112)로 돌출 형성되고, 상대적으로 강성이 높은 제1케이스 시트(111)는 평평하게 유지된다.

이처럼 일체화된 플레이트 형태의 프레임은 벤딩되어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 빈 박스 형태의 케이스(110)로 제작된다.

한편, 도 4를 참조하면, 케이스(110)에 형성된 쿨링 튜브(120)는 쿨링 파이프(20)를 통하여 전술한 응축기 및 압축기와 연결되며, 상기 연결에 의해 냉동 사이클이 형성된다.

이를 제조 방법적인 측면에서 살펴보면, 롤 본드 타입의 쿨링 튜브(120)를 가지는 케이스(110)를 제조한 다음, 쿨링 튜브(120)의 입구(131b)와 출구(131a) 각각에 응축기 및 압축기로부터 연장되는 쿨링 파이프(20)를 연결한다. 쿨링 튜브(120)의 입구(131b)와 출구(131a)는 상기 프레임의 일단부에 형성될 수도 있고, 특정 위치에서 상기 프레임을 일정부분 절개하였을 때 외부로 노출되는 부분이 될 수도 있다. 쿨링 파이프(20)는 용접에 의해 쿨링 튜브(120)에 연결될 수 있다.

상기 구조에 따라, 쿨링 튜브(120)에는 냉각을 위한 냉매(R)가 충진되며, 냉매(R)의 순환에 따라 케이스(110) 및 케이스(110) 주변의 공기를 냉각시키게 된다.

본 발명에 따르면 롤 본드 타입의 쿨링 튜브(120)가 케이스(110)에 일체로 형성되기 때문에, 쿨링 파이프(20)가 케이스(110)에 장착되는 구조 대비, 상대적으로 열교환효율이 높아질 수 있고, 제조가 간편하며, 이에 따라 제조비용이 감소될 수 있다.

아울러, 케이스(110)에 형성된 히팅 튜브(130)에는 제상을 위한 작동액(W)이 충진된다. 이를 위하여, 본 실시예에서는, 히팅 튜브(130)의 제1 및 제2개구부(130a, 130b)가 상기 프레임의 일단부로 노출되도록 구성된 것을 보이고 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 히팅 튜브(130)의 제1 및 제2개구부(130a, 130b)는 상기 프레임의 특정 위치에서 일정부분이 절개되었을 때 외부로 노출되는 부분이 될 수도 있다.

작동액(W)은 제1 및 제2개구부(130a, 130b) 중 적어도 하나의 개구부를 통하여 히팅 튜브(130) 내에 충진되며, 작동액(W)의 충진 이후 제1 및 제2개구부(130a, 130b)는 막히게 된다.

작동액(W)으로는, 냉장고(10)의 냉동 조건에서 액상으로 존재하되, 가열되면 기상으로 상변화하여 열을 수송하는 역할을 하는 냉매(예를 들어, R-134a, R-600a 등)가 이용될 수 있다.

본 실시예에서는, 히팅 튜브(130)의 제1 및 제2개구부(130a, 130b)가 연결배관(150)에 의해 상호 연결됨으로써, 히팅 튜브(130)가 연결배관(150)과 함께 작동액(W)이 순환하는 폐루프 형태의 순환 유로를 형성하는 것을 보이고 있다. 연결배관(150)은 용접에 의해 제1 및 제2개구부(130a, 130b)에 각각 연결될 수 있다.

작동액(W)은 히팅 튜브(130)와 연결배관(150)의 총 체적 대비 충진량에 따른 방열 온도를 고려하여, 그 충진량이 적절하게 선택되어야 한다. 실험 결과에 따르면, 작동액(W)은 약체 상태를 기준으로 히팅 튜브(130) 및 연결배관(150)의 총 체적 대비 80% 이상 100% 미만으로 충진되는 것이 바람직하다. 작동액(W)이 80% 미만으로 충진되는 경우에는 히팅 튜브(130)의 과열이 발생할 수 있고, 작동액(W)이 100%로 충진되는 경우에는 작동액(W)이 원활하게 순환되지 않을 수 있다.

상술한 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 각각 케이스(110)에 기설정된 패턴으로 형성되되, 쿨링 튜브(120)를 흐르는 냉매(R)와 히팅 튜브(130)를 흐르는 작동액(W)이 각각 별개의 유로[쿨링유로 및 히팅유로]를 형성하도록, 서로 간에 중첩되지 않게 구성된다.

본 실시예에서는, 히팅 튜브(130)가 쿨링 튜브(120)의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 것을 예시하고 있다. 즉, 쿨링 튜브(120)는 히팅 튜브(130)에 의해 형성되는 루프 형태의 히팅유로 내에 형성된다.

히팅 튜브(130)에 대응되는 케이스(110)의 외부면에는 히팅 유닛(140)이 부착되어, 히팅 튜브(130) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 본 실시예에서는, 히팅 유닛(140)이 케이스(110)의 바닥면 저부에 부착된 것을 보이고 있다. 참고로, 도 3에는 히팅 유닛(140)이 개략적으로 도시되어 있다.

히팅 유닛(140)은 제어부(미도시)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 형성된다. 예를 들어, 상기 제어부는 기설정된 시간 간격마다 히팅 유닛(140)에 구동 신호를 인가하거나, 감지된 냉장실(11a) 또는 냉동실(11b)의 온도가 기설정된 온도 이하로 낮아질 경우 히팅 유닛(140)에 구동 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.

이하에서는, 증발기(100)의 제상 관련 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 5는 도 3에 도시된 B 부분의 확대도이고, 도 6은 도 5에 도시된 히팅 유닛(140)의 분해 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시된 히터(142)의 개념도이다. 또한, 도 8은 도 2에 도시된 라인 C-C를 따라 취한 단면도이고, 도 9는 도 3에서 챔버(131) 내의 히터(142)의 설치 위치를 설명하기 위한 개념도이다.

도 5 내지 도 9를 앞선 도면들과 함께 참조하면, 히팅 튜브(130)는 쿨링 튜브(120)와 미중첩되도록 케이스(110)에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 제상을 위한 작동액(W)이 충진된다. 히팅 튜브(130)는 챔버(131) 및 유동관(132)을 포함한다.

챔버(131)는 내부에 일정량의 작동액(W)이 머무를 수 있도록 소정 면적을 가진다. 챔버(131)에는 히팅 유닛(140)이 부착되어 내부의 작동액(W)이 가열되도록 구성된다.

챔버(131)는 히팅 유닛(140)에 의해 가열된 작동액(W)이 방출되는 출구(131a)와, 유동관(132)을 흐르며 냉각된 작동액(W)이 회수되는 입구(131b)를 포함한다. 출구(131a)의 단면적은, 입구(131b)의 단면적과 같거나 입구(131b)의 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따르면, 가열된 작동액(W)이 출구(131a)를 통해 유동관(132)으로 원활하게 방출될 수 있으며, 가열된 작동액(W)이 입구(131b)를 통해 유동관(132)으로 유입되는 것(역류)이 일정 수준 방지될 수 있다.

챔버(131)는 케이스(110)의 하부에 형성될 수 있다. 일 예로, 도시된 바와 같이, 챔버(131)는 케이스(110)의 바닥면에 형성될 수 있다. 다른 일 예로, 챔버(131)는 케이스(110)의 일측면 하부에 형성될 수도 있다.

참고로, 열원으로서의 히팅 유닛(140)[엄밀히는, 히터(142)]이 챔버(131)에 대응되게 배치되므로, 챔버(131)는 히팅 튜브(130)에서 가장 높은 온도를 가진다. 따라서, 상기 일 예와 같이 챔버(131)가 케이스(110)의 바닥면에 형성되면, 열에 의한 상승 대류 및 케이스(110) 양측면으로의 열전달에 의해, 보다 효율적으로 증발기(100)에 적상된 성에가 제거될 수 있다.

또한, 히팅 유닛(140)과 챔버(131)에서의 고온의 열을 효과적으로 이용하기 위하여, 챔버(131)는 케이스(110)의 가장자리 부분으로부터 내측으로 이격된 위치에 형성될 수 있다. 또는, 챔버(131)는 히팅 튜브(130)에 의해 형성되는 루프 형태의 히팅유로 내에 형성되는 쿨링 튜브(120)를 향하여 내측으로 연장 형성될 수도 있다.

유동관(132)은 챔버(131)의 출구(131a)와 입구(131b)에 각각 연결되어 작동액(W)이 흐르는 히팅유로를 형성한다. 가열된 작동액(W)의 상승력에 의한 순환 유동이 형성되도록, 출구(131a)와 연결된 유동관(132)은 케이스(110)의 상측을 향하여 연장 형성될 수 있다.

앞선 도 2와 도 3을 참조하면, 유동관(132)의 양단부는 챔버(131)의 출구(131a)와 입구(131b)에 각각 연결되며, 출구(131a)로부터 연장된 유동관(132)은 케이스(110)의 일측면으로 연장된 이후 케이스(110)의 상부를 향하여 연장 형성된다. 이때, 입구(131b)로부터 연장된 유동관(132)도 케이스(110)의 타측면으로 연장된 이후 케이스(110)의 상부를 향하여 연장 형성될 수 있다. 그러나, 도시된 바와 같이, 출구(131a)로부터 연장된 유동관(132)이 케이스(110)의 일측면에 도달하기까지의 거리가 입구(131b)로부터 연장된 유동관(132)이 케이스(110)의 타측면에 도달하기까지의 거리보다 짧게 형성된다면, 가열된 작동액(W)은 출구(131a)로부터 연장된 유동관(132)으로 흐르게 된다.

물론, 이러한 유동은 후술하는 바와 같이 입구(131b)가 수동발열부(PHP)에 위치됨으로써도 형성될 수 있다.

유동관(132)은 케이스(110)에 형성된 쿨링 튜브(120)의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 도시된 바와 같이 케이스(110)의 내측 둘레를 따라 연장 형성될 수 있다.

본 도면에서, 챔버(131)는 케이스(110)의 바닥면에 형성되며, 출구(131a)로부터 연장된 유동관(132)은 케이스(110)의 일측면(도면상에서 우측면)으로 연장된 이후, 케이스(110)의 상면을 향하여 연장 형성된다. 히팅 유닛(140)에 의해 가열된 가열된 작동액(W)은 상승력에 의해 상술한 히팅유로를 따라 상승하게 된다.

이후, 유동관(132)은 상기 일측면을 지나 바닥면으로 연장 형성되고, 케이스(110)의 타측면(도면상에서 좌측면)으로 연장된 이후, 케이스(110)의 상면을 향하여 연장 형성되며, 다시 상기 타측면을 지나 바닥면으로 연장 형성되어 최종적으로 챔버(131)의 입구(131b)에 연결되게 된다.

도면상에서, 케이스(110)의 전방에 형성된 유동관(132)과 후방에 형성된 유동관(132) 사이에는 쿨링 튜브(120)가 배치되고, 전방에 형성된 유동관(132)을 흐르는 작동액(W)의 유동방향과 후방에 형성된 유동관(132)을 흐르는 작동액(W)의 유동방향은 서로 반대된다.

히팅 유닛(140)은 챔버(131)에 대응되는 케이스(110)의 외부면에 부착되어, 히팅 튜브(130) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 히팅 유닛(140)은 장착 프레임(141), 히터(142), 리드 와이어(143) 및 실링부재(144)를 포함한다.

장착 프레임(141)은 챔버(131)를 덮도록 장착된다. 도 5에서는, 체결부재(160)가 장착 프레임(141)의 관통홀(141c)을 관통하여 케이스(110)의 체결홀(110a)에 체결됨으로써, 장착 프레임(141)이 케이스(110)에 고정되는 구조를 보이고 있다. 관통홀(141c)은 히터(142)의 외곽에 장착 프레임(141)의 각 모서리들 마다 구비될 수 있으며, 관통홀(141c)에 대응되는 체결홀(110a)은 챔버(131)의 외곽에 구비될 수 있다.

장착 프레임(141)은, 케이스(110)의 주면과 상기 주면으로부터 볼록하게 돌출 형성된 챔버(131)에 대응되도록, 양 사이드 부분(141')이 벤딩된 형태로 형성될 수 있다. 상기 양 사이드 부분(141')은 케이스(110)의 주면과 맞닿도록 배치되며, 상기 양 사이드 부분(141')에는 상술한 관통홀(141c)이 형성된다. 상기 양 사이드 부분(141')이 벤딩됨으로써, 상기 양 사이드 부분(141') 사이의 중간 부분(141")은 리세스된(recessed) 형태로 형성되어 내부에 챔버(131)를 수용하도록 구성된다.

아울러, 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 챔버(131)와 장착 프레임(141) 사이에는 열전도성 접착제(146)가 개재될 수 있다. 열전도성 접착제(146)는 앞서 설명한 장착 프레임(141)의 중간 부분(141")의 리세스된 바닥면에 구비될 수 있다. 상기 열전도성 접착제(146)를 통하여 장착 프레임(141)이 케이스(110)에 보다 견고하게 고정될 수 있으며, 열전도성 접착제(146)가 챔버(131)와 장착 프레임(141) 간의 갭을 메워줌으로써 히터(142)에서 발생된 열의 챔버(131)로의 전달이 증가할 수 있다.

장착 프레임(141)이 케이스(110)에 장착되는 구조가 상술한 체결부재(160)에 의한 구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 장착 프레임(141)은 후크 결합에 의해 케이스(110)에 장착될 수도 있다.

한편, 장착 프레임(141)은 금속 재질(예를 들어, 알루미늄, 스틸 등)로 형성될 수 있다.

장착 프레임(141)의 배면에는 히터(142)가 부착된다. 히터(142)의 부착을 위하여, 장착 프레임(141)과 히터(142) 사이에는 열전도성 접착제(147)가 개재될 수 있다. 히터(142)는 판상 형태로 형성될 수 있으며, 대표적으로는 판상의 세라믹 히터(142)가 이용될 수 있다.

도 7을 참조하면, 히터(142)는 베이스 플레이트(142a), 열선(142b) 및 터미널(142c)을 포함하여 구성될 수 있다.

베이스 플레이트(142a)는 판상 형태로 형성되어 장착 프레임(141)의 배면에 부착된다. 베이스 플레이트(142a)는 세라믹 재질로 형성될 수 있다.

베이스 플레이트(142a)에는 열선(142b)이 형성되며, 상기 열선(142b)은 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 구성된다. 열선(142b)은 저항체(예를 들어, 루테늄과 백금이 조합된 분말, 텅스텐 등)가 베이스 플레이트(142a)에 특정 패턴으로 패터닝되어 형성될 수 있다.

베이스 플레이트(142a)의 일측에는 열선(142b)과 전기적으로 연결되는 터미널(142c)이 구비되며, 상기 터미널(142c)에는 제어부와 전기적으로 연결되는 리드 와이어(143)가 연결된다.

상기 구성에 따라, 제어부에서 구동 신호가 발생되면, 상기 구동 신호는 리드 와이어(143)를 통하여 히터(142)로 전달되고, 히터(142)의 열선(142b)은 전원 인가에 따라 발열하게 된다. 히터(142)에서 발생된 열은 장착 프레임(141)을 통하여 챔버(131)로 전달되며, 이에 따라 챔버(131) 내의 작동액(W)이 고온으로 가열되게 된다.

한편, 히팅 유닛(140)은 증발기(100)에 구비되므로, 그 구조상 제상으로 인하여 발생된 제상수가 히팅 유닛(140)으로 유입될 수 있다. 히팅 유닛(140)에 구비되는 히터(142)는 전자 부품이므로, 이에 제상수가 접촉되면 쇼트가 발생할 수 있다. 이처럼, 제상수를 비롯한 수분이 히터(142)에 침투되지 않도록 하기 위하여, 히터(142)를 덮어 실링하는 실링부재(144)가 구비될 수 있다.

참고로, 제상 장치에 의해 제거된 물, 즉 제상수는 제상수 배출관(미도시)을 통하여 냉장고 본체(11)의 하부측 제상수 받이(미도시)에 집수되게 된다.

이하에서는, 히터(142)의 실링과 관련한 구조의 일 예를 보다 구체적으로 설명한다.

장착 프레임(141)은 베이스 프레임(141a) 및 돌출부(141b)를 포함한다.

베이스 프레임(141a)은 챔버(131)에 대응되게 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 양 사이드 부분(141')이 케이스(110)의 주면과 맞닿도록 배치되고 중간 부분(141")이 주면으로부터 볼록하게 돌출 형성된 챔버(131)를 수용하도록, 베이스 프레임(141a)은 양 사이드 부분(141')이 벤딩된 형태로 형성될 수 있다. 베이스 프레임(141a)의 양 사이드 부분(141')에는 체결부재가 관통하는 관통홀(141c)이 형성된다.

베이스 프레임(141a)의 배면에는 히터(142)가 부착된다. 베이스 프레임(141a)의 중간 부분(141")이 챔버(131)에 대응되게 배치되는 구조상, 히터(142)는 중간 부분(141")에 대응되는 베이스 프레임(141a)의 배면에 부착된다.

돌출부(141b)는 베이스 프레임(141a)의 배면으로부터 하측으로 돌출 형성되어, 베이스 프레임(141a)의 배면에 부착된 히터(142)의 적어도 일부를 감싸도록 구성된다. 도 5 및 도 6에서는, 돌출부(141b)가 'ㄷ'자 형태로 형성되어 히터(142)의 일측을 제외한 나머지 부분을 감싸도록 형성된 것을 보이고 있다. 돌출부(141b)가 상기 히터(142)의 일측에 형성되지 않은 것은 히터(142)의 일측에서 연장되는 리드 와이어(143)와의 간섭을 회피하기 위함이다.

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 돌출부(141b)는 'ㅁ'자 형태로 형성되어 히터(142)를 완전히 감싸도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 히터(142)의 일측과 마주하는 돌출부(141b)에는 히터(142)의 일측에서 연장되는 리드 와이어(143)가 통과할 수 있는 홈 내지는 홀이 형성될 수 있다.

실링부재(144)는 돌출부(141b)에 의해 형성되는 내측의 리세스된(recessed) 공간(141b')에 히터(142)를 덮도록 충진된다. 상기 실링부재(144)로 실리콘, 우레탄, 에폭시 등이 이용될 수 있다. 예를 들어, 액상의 에폭시가 히터(142)를 덮도록 상기 리세스된 공간(141b') 내에 충진된 후 경화 과정을 거쳐, 히터(142)의 실링 구조가 완성될 수 있다. 이때, 돌출부(141b)는 실링부재(144)가 충진되는 리세스된 공간(141b')을 한정하는 측벽으로서 기능하게 된다.

히터(142)의 배면과 실링부재(144) 사이에는 절연재(148)가 개재될 수 있다. 상기 절연재(148)로 운모 재질의 마이카 시트(mica sheet)가 이용될 수 있다. 히터(142)의 배면에 절연재(148)가 배치됨으로써, 전원 인가에 따른 열선(142b)의 발열시 히터(142) 배면측으로의 열전달이 제한될 수 있다. 따라서, 열전달에 의한 실링부재(144)의 용융이 방지될 수 있다.

한편, 도 8 및 도 9를 참조하면, 챔버(131)는 히터(142)가 배치된 부분에 대응되는 능동발열부(AHP: Active Heating Part)와 히터(142)가 미배치된 부분에 대응되는 수동발열부(PHP: Passive Heating Part)로 구획된다.

상기 능동발열부(AHP)는 히터(142)에 의해 직접적으로 가열되는 부분으로서, 액체 상태의 작동액(W)은 능동발열부(AHP)에서 가열되어 고온의 기체 상태로 상변화된다.

능동발열부(AHP)는 챔버(131)의 출구(131a)에 대응되게 위치할 수 있다. 예를 들어, 능동발열부(AHP) 내에 챔버(131)의 출구(131a)가 위치하거나, 능동발열부(AHP)가 입구(131b)와 출구(131a) 사이에 위치할 수 있다.

본 실시예에서는, 히터(142)가 챔버(131)의 입구(131b) 측에는 미배치되고, 출구(131a) 측에 대응되게 배치된 것을 예시하고 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 히터(142)는 출구(131a)와 출구(131a)로부터 연장되는 유동관(132)을 덮도록 배치될 수도 있다. 이에 따르면, 챔버(131)의 출구(131a)는 능동발열부(AHP) 내에 위치한다.

수동발열부(PHP)는 능동발열부(AHP)처럼 히터(142)에 의해 직접적으로 가열되는 부분은 아니지만, 간접적으로 열을 전달받아 일정 온도 수준으로 가열된다. 여기서, 수동발열부(PHP)는 액체 상태의 작동액(W)에 소정의 온도 상승을 야기할 수 있을 뿐, 작동액(W)을 기체 상태로 상변화시킬 수 있을 만큼 고온을 가지지는 않는다. 즉, 온도 관점에서, 능동발열부(AHP)는 상대적으로 고온부를 형성하고, 수동발열부(PHP)는 상대적으로 저온부를 형성한다.

만일, 작동액(W)이 고온의 능동발열부(AHP) 측으로 바로 리턴되도록 구성된다면, 회수되는 작동액(W)이 다시 가열되어 챔버(131) 내로 원활하게 귀환되지 못하고 역류하게 되는 경우가 발생할 수 있다. 이는 챔버(131) 내의 작동액(W)의 순환 유동에 방해가 되어, 히터(142)가 과열되는 문제를 야기할 수 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여, 수동발열부(PHP)는 챔버(131)의 입구(131b)에 대응되게 위치할 수 있다. 이에 따라, 유동관(132)을 이동한 후 리턴되는 작동액(W)이 능동발열부(AHP)로 바로 유입되지 않도록 구성되어, 작동액(W)의 재가열에 의한 역류가 방지될 수 있다.

본 실시예에서는, 챔버(131)의 입구(131b)가 수동발열부(PHP) 내에 위치하여, 유동관(132)을 이동한 후 리턴되는 작동액(W)이 수동발열부(PHP)로 유입되도록 구성된 것을 보이고 있다. 즉, 챔버(131)의 입구(131b)는 히터(142)가 미배치되는 부분에 형성된다.

나아가 본 실시예에서는, 챔버(131)의 입구(131b)로 연결되는 유동관(132)의 연장 방향을 따라 히터(142)가 미배치된 구성을 보이고 있다. 이에 따르면, 리턴되는 작동액(W)이 챔버(131)로 유입될 당시에는 히터(142)에 의한 가열이 이루어지지 않다가, 리턴된 작동액(W)이 챔버(131) 내부에서 와류를 형성하면서 능동발열부(AHP) 측으로 유입되면 히터(142)에 의해 재가열되어 출구(131a) 측으로 방출되게 된다.

살펴본 바와 같이, 작동액(W)의 역류 방지를 위하여, 히터(142)는 챔버(131)의 기설정된 부분에 대응되게 장착되어야 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 히터(142)는 돌출부(141b)에 의해 한정되는 리세스된 공간(141b')에 설치되므로, 돌출부(141b)의 형성 위치에 따라 히터(142)의 설치 위치가 결정될 수 있다.

이를 고려하여, 장착 프레임(141)이 케이스(110)에 장착시, 돌출부(141b)는 능동발열부(AHP)에 대응되는 위치에 리세스된 공간(141b')을 형성하도록 구성된다. 따라서, 돌출부(141b)에 의해 한정되는 리세스된 공간(141b')에 설치되는 히터(142)는, 장착 프레임(141)이 케이스(110)에 장착시, 챔버(131)의 입구(131b)를 벗어난 위치에 대응되게 설치되게 된다.

도 10 및 도 11은 도 1의 냉장고(10)에 적용되는 증발기(200)의 제2실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들이고, 도 12는 도 10에 도시된 D 부분의 확대도이다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 쿨링 튜브(220)는 케이스(210)에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매(R)가 충진된다. 히팅 튜브(230)는 쿨링 튜브(220)와 미중첩되도록 케이스(210)에 기설정된 패턴으로 형성되며, 내부에 제상을 위한 작동액(W)이 충진된다.

본 실시예의 증발기(200)에서는, 쿨링 튜브(220)와 히팅 튜브(230) 간의 형성 위치가 앞선 실시예와는 반대된다. 도시된 바와 같이, 쿨링 튜브(220)는 히팅 튜브(230)의 적어도 일부를 감싸도록 형성된다. 즉, 히팅 튜브(230)는 쿨링 튜브(220)에 의해 형성되는 루프 형태의 쿨링유로(220') 내에 형성된다.

히팅 튜브(230)에 대응되는 케이스(210)의 외부면에는 히팅 유닛(240)이 부착되어, 히팅 튜브(230) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 본 실시예에서는, 히팅 유닛(240)이 케이스(210)의 바닥면 저부에 부착된 것을 보이고 있다.

앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 히팅 튜브(230)는 챔버(231)와 유동관(232)을 포함한다. 챔버(231)는 케이스(210)의 가장자리 부분으로부터 내측으로 이격된 위치에 형성되며, 양측으로는 쿨링 튜브(220)가 배치된다. 히팅 유닛(240)과 챔버(231)에서의 고온의 열을 효과적으로 이용하기 위하여, 챔버(231)는 케이스(210)의 바닥면 중앙 부분에 배치될 수 있다.

유동관(232)은 케이스(210)의 적어도 일면을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 유동관(232)이 케이스(210)의 바닥면에서 양측면으로 연장 형성된 것을 보이고 있다. 유동관(232)은 케이스(210)의 상부면까지도 연장 형성될 수 있다. 여기서, 상부면으로 연장 형성된 유동관(232)에는 제1 및 제2개구부(230a, 230b)가 형성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2개구부(230a, 230b)는 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이 연결부재(250)에 의해 상호 연결될 수 있다.

유동관(232)은 챔버(231)의 입구와 출구에 각각 연결되어, 챔버(231)로부터 방출되는 고온의 작동액(W)이 흐르고 냉각된 작동액(W)이 챔버(231)로 회수될 수 있는 히팅유로를 형성한다.

앞선 실시예와 같이, 챔버(231)는 하나의 출구와 하나의 입구를 구비하고, 유동관(232)의 양단부는 상기 출구와 상기 입구에 각각 연결되어, 작동액(W)의 순환을 위한 단일 유로를 형성할 수 있다.

또는, 본 실시예와 같이, 출구는 챔버(231)의 양측에 각각 구비되는 제1출구(231a')와 제2출구(231a")로 나뉘어 형성될 수 있고, 입구는 챔버(231)의 양측에 각각 구비되는 제1입구(231b')와 제2입구(231b")로 나뉘어 형성될 수 있다. 즉, 챔버(231)의 일측에는 제1출구(231a')와 제1입구(231b')가 각각 구비되고, 챔버(231)의 타측에는 제2출구(231a")와 제2입구(231b")가 각각 구비될 수 있다.

상기 구조에서, 유동관(232)은, 작동액(W)이 제1출구(231a')로부터 방출되어 제1입구(231b')로 회수되도록 하는 제1히팅유로(230')와, 작동액(W)이 제2출구(231a")로 방출되어 제2입구(231b")로 회수되도록 하는 제2히팅유로(230")를 구성한다.

구체적으로, 유동관(232)의 일부는 제1출구(231a')에 연결되어, 챔버(231)로부터 멀어지도록 케이스(210)의 일측으로 연장 형성되었다가, 다시 챔버(231)에 가까워지도록 연장 형성되어, 제1입구(231b')에 연결된다. 이러한 유동관(232)의 일부는 제1히팅유로(230')를 구성한다. 아울러, 유동관(232)의 다른 일부는 제2출구(231a")에 연결되어, 챔버(231)로부터 멀어지도록 케이스(210)의 타측으로 연장 형성되었다가, 다시 챔버(231)에 가까워지도록 연장 형성되어, 제2입구(231b")에 연결된다. 이러한 유동관(232)의 일부는 제2히팅유로(230")를 구성한다.

이하에서는, 증발기(200)의 제상 관련 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 13은 도 11에 도시된 E 부분의 확대도이고, 도 14는 도 10에 도시된 라인 F-F를 따라 취한 단면도이고, 도 15는 도 11에서 챔버(231) 내의 히터(242)의 설치 위치를 설명하기 위한 개념도이다.

도 13 내지 도 15를 앞선 도면들과 함께 참조하면, 히팅 유닛(240)은 챔버(231)에 대응되는 케이스(210)의 외부면에 부착되어, 히팅 튜브(230) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 히팅 유닛(240)은 장착 프레임(241), 히터(242), 리드 와이어(243) 및 실링부재(244)를 포함한다.

챔버(231)는 히터(242)가 배치된 부분에 대응되는 능동발열부(AHP: Active Heating Part)와 히터(242)가 미배치된 부분에 대응되는 수동발열부(PHP: Passive Heating Part)로 구획된다.

능동발열부(AHP)는 챔버(231)의 제1 및 제2출구(231a', 231a")에 대응되게 위치할 수 있다. 예를 들어, 능동발열부(AHP) 내에 챔버(231)의 제1 및 제2출구(231a', 231a")가 위치할 수 있다.

본 실시예에서는, 히터(242)가 챔버(231)의 제1 및 제2입구(231b', 231b") 측에는 미배치되고, 제1 및 제2출구(231a', 231a")에 대응되게 배치된 것을 예시하고 있다. 히터(242)는 제1 및 제2출구(231a', 231a")와 상기 제1 및 제2출구(231a', 231a")로부터 연장되는 유동관(232)을 덮도록 배치될 수도 있다. 이에 따르면, 챔버(231)의 제1 및 제2출구(231a")는 능동발열부(AHP) 내에 위치한다.

수동발열부(PHP)는 챔버(231)의 제1 및 제2입구(231b', 231b")에 대응되게 위치할 수 있다. 이에 따라, 유동관(232)을 이동한 후 리턴되는 작동액(W)이 능동발열부(AHP)로 바로 유입되지 않도록 구성되어, 작동액(W)의 재가열에 의한 역류가 방지될 수 있다.

본 실시예에서는, 챔버(231)의 제1 및 제2입구(231b', 231b")가 수동발열부(PHP) 내에 위치하여, 유동관(232)을 이동한 후 리턴되는 작동액(W)이 수동발열부(PHP)로 유입되도록 구성된 것을 보이고 있다. 즉, 챔버(231)의 제1 및 제2입구(231b', 231b")는 히터(242)가 미배치되는 부분에 형성된다.

나아가 본 실시예에서는, 챔버(231)의 제1 및 제2입구(231b', 231b")로 각각 연결되는 유동관(232)의 연장 방향을 따라 히터(242)가 미배치된 구성을 보이고 있다. 이에 따르면, 리턴되는 작동액(W)이 챔버(231)로 유입될 당시에는 히터(242)에 의한 가열이 이루어지지 않다가, 리턴된 작동액(W)이 챔버(231) 내부에서 와류를 형성하면서 능동발열부(AHP) 측으로 유입되면 히터(242)에 의해 재가열되어 제1 및 제2출구(231a', 231a") 측으로 방출되게 된다.

장착 프레임(241)의 돌출부(241b)는 능동발열부(AHP)에 대응되는 위치에 리세스된 공간(241b')을 형성하도록 구성된다. 이에 따라, 장착 프레임(241)이 케이스(210)에 장착시, 상기 리세스된 공간(241b')에 설치된 히터(242)는 챔버(231)의 제1 및 제2입구(231b', 231b")를 벗어난 위치에 대응되게 설치되게 된다. 상기 구조에 의해, 챔버(231)의 제1 및 제2입구(231b")에 대응되는 부분은 수동발열부(PHP)를 형성하게 된다.

이상에서는, 쿨링 튜브와 히팅 튜브가 롤 본드 타입으로 케이스에 형성된 본 발명의 증발기와 관련하여, 히팅 튜브(130)가 쿨링 튜브(120)를 감싸도록 형성된 구조와, 쿨링 튜브(220)가 히팅 튜브(230)를 감싸도록 형성된 구조를 각각 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명이 반드시 상기 두 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 쿨링 튜브는 케이스의 일측에 형성되고, 히팅 튜브는 케이스의 타측에 형성될 수도 있으며, 기타 다양한 형태의 구조가 고려될 수 있다.

이하에서는, 쿨링 튜브(320)가 롤 본드 타입으로 형성된 케이스(310)에, 제상을 위한 히트 파이프(330)가 케이스(310)에 장착된 새로운 형태의 증발기(300)에 대하여 설명한다.

도 16은 도 1의 냉장고(10)에 적용되는 증발기(300)의 제3실시예를 보인 사시도이고, 도 17은 도 16의 증발기(300)의 분해 사시도이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 증발기(300)는 케이스(310), 쿨링 튜브(320), 히팅 유닛(340) 및 히트 파이프(330)를 포함한다. 본 발명은 쿨링 튜브(320)가 케이스(310)에 롤 본드 타입으로 형성된 증발기에, 히팅 유닛(340) 및 히트 파이프(330)로 구성되는 제상 장치가 장착된 형태를 가진다. 따라서, 앞선 실시예들과는 달리, 본 실시예의 증발기(300)는 히트 파이프(330)가 쿨링 튜브(320)와의 중첩을 고려하지 않고 배치될 수 있다는 점에서 설계상의 이점이 있다.

케이스(310) 및 쿨링 튜브(320)에 대한 설명은 앞선 제1실시예에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.

이하에서는, 히팅 유닛(340) 및 히트 파이프(330)로 구성되는 제상 장치에 대하여 설명한다.

히팅 유닛(340)은 케이스(310)의 외부에 구비되며, 제어부와 전기적으로 연결되어 상기 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 형성된다. 예를 들어, 상기 제어부는 기설정된 시간 간격마다 히팅 유닛에 구동 신호를 인가하거나, 감지된 냉장실(11a) 또는 냉동실(11b)의 온도가 기설정된 온도 이하로 낮아질 경우 히팅 유닛에 구동 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.

히트 파이프(330)는 히팅 유닛(340)과 연결되어, 히팅 유닛(340)과 함께 작동액(W)이 순환할 수 있는 폐루프 형태의 히팅유로(330')를 형성한다. 도시된 바와 같이, 히트 파이프(330)의 양단부는 히팅 유닛(340)의 출구(341a', 341a")와 입구(341b', 341b")에 각각 연결되고, 히팅 유닛(340)에 의해 가열되어 이송되는 고온의 작동액(W)에 의해 케이스(310)에 방열하도록 케이스(310)의 외부를 감싸도록 구성된다. 히트 파이프(330)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.

히트 파이프(330)는, 하나의 히트 파이프로 구성되어 단일 행을 이루도록 구성되거나, 제1히트 파이프(331)와 제2히트 파이프(332)로 구성되어 증발기(300)의 전면부 및 후면부에 2행을 이루도록 각각 배치될 수도 있다. 본 예에서는, 제1히트 파이프(331)가 도면상 케이스(310)의 전방에 배치되고, 제2히트 파이프(332)가 케이스(310)의 후방에 배치되어, 2행을 이루도록 형성된 구조를 보이고 있다.

도 18은 도 17에 도시된 히팅 유닛(340)의 분해 사시도이고, 도 19는 도 17에 도시된 히팅 유닛(340)을 라인 G-G를 따라 취한 단면도이다.

도 18 및 도 19를 앞선 도면들과 함께 참조하면, 히팅 유닛(340)은 히터 케이스(341) 및 히터(342)를 포함한다.

히터 케이스(341)는 내부가 비어있는 형태를 가지며, 히트 파이프(330)의 양단부와 각각 연결되어 히트 파이프(330)와 함께 작동액(W)이 순환할 수 있는 폐루프 형태의 히팅유로(330')를 형성한다. 히터 케이스(341)는 사각기둥 형태를 가질 수 있으며, 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.

히터 케이스(341)는 케이스(310)의 하부에 구비된다. 예를 들어, 히터 케이스(341)는 케이스(310)의 바닥면 저부에 배치되거나, 케이스(310)의 일측면 하부에 배치될 수 있다.

히터 케이스(341)의 길이방향 상의 양측에는 히트 파이프(330)의 양단부와 각각 연결되는 출구(341a', 341a")와 입구(341b', 341b")가 각각 형성된다.

구체적으로, 히터 케이스(341)의 일측[예를 들어, 히터 케이스(341)의 전단부]에는 히트 파이프(330)의 일단부와 연통되는 출구(341a', 341a")가 형성된다. 출구(341a', 341a")는 히터(342)에 의해 가열 작동액(W)이 히트 파이프(330)로 배출되는 개구를 의미한다.

히터 케이스(341)의 타측[예를 들어, 히터 케이스(341)의 후단부]에는 히트 파이프(330)의 타단부와 연통되는 입구(341b', 341b")가 형성된다. 입구(341b', 341b")는 히트 파이프(330)를 지나면서 응축된 작동액(W)이 히터 케이스(341)로 회수되는 개구를 의미한다.

히터(342)는 히터 케이스(341)의 외부면에 부착되어, 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 구성된다. 히터 케이스(341) 내의 작동액(W)은 발열되는 히터(342)에 의해 열을 전달받아 고온으로 가열된다.

히터(342)는 일방향을 따라 연장 형성되며, 히터 케이스(341)의 외부면에 부착되어 히터 케이스(341)의 길이방향을 따라 연장된 형태를 가진다. 히터(342)로는 플레이트 형태를 가지는 판상 히터(예를 들어, 판상의 세라믹 히터)가 이용된다.

본 실시예에서는, 히터 케이스(341)가 내부의 빈 공간이 사각 단면 형태를 가지는 사각 파이프 형태로 형성되며, 플레이트 형태의 히터(342)가 히터 케이스(341)의 저면에 부착된 것을 보이고 있다. 이처럼, 히터(342)가 히터 케이스(341)의 저면에 부착된 구조는, 가열된 작동액(W)에 상측으로의 추진력이 발생하는 데에 유리하며, 제상으로 인하여 발생된 제상수가 히터(342)에 직접 떨어지지 않아서 쇼트가 방지될 수 있다.

도 19를 참조하면, 히터(342)의 베이스 프레임(342a)에는 열선(342b)이 형성되어, 전원 공급시 열을 발생하도록 구성된다. 히터(342)에 대한 설명은 앞선 제1실시예에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.

히트 파이프(330)와 히터 케이스(341)는 동종 재질(예를 들어, 알루미늄 재질)로 형성될 수 있으며, 이 경우 히트 파이프(330)는 히터 케이스(341)의 출구(341a', 341a") 및 입구(341b', 341b")와 직접 연결될 수 있다.

참고로, 히터(342)가 카트리지 타입으로 구성되어 히터 케이스(341)의 내부에 장착되는 경우에는, 히터(342)와 히터 케이스(341) 간의 용접 및 실링을 위하여, 알루미늄 재질이 아닌 구리 재질의 히터 케이스(341)를 사용하게 된다.

이처럼, 히트 파이프(330)와 히터 케이스(341)가 이종 재질로 형성되는 경우[위의 경우와 같이, 히트 파이프(330)가 알루미늄 재질로 형성되고, 히터 케이스(341)가 구리 재질로 형성되는 경우]에는, 히트 파이프(330)를 히터 케이스(341)의 출구(341a', 341a")와 입구(341b', 341b")에 직접 연결하기가 어렵다. 따라서, 이들 간의 연결을 위하여, 히터 케이스(341)의 출구(341a', 341a")에 출구관을 연장 형성하고, 입구(341b', 341b")에 회수관을 연장 형성하여, 히트 파이프(330)를 상기 출구관과 상기 회수관에 연결하게 되며, 이 과정에서 용접 및 실링 공정이 필요하다.

그런데, 본 발명과 같이 히터(342)가 히터 케이스(341)의 외부면에 부착되는 구조에서는, 히터 케이스(341)가 히트 파이프(330)와 동종 재질로 형성될 수 있으므로, 히트 파이프(330)가 히터 케이스(341)의 출구(341a', 341a")와 입구(341b', 341b")에 직접 연결될 수 있다.

한편, 히터(342)에 의해 히터 케이스(341)의 내부에 충진된 작동액(W)이 고온으로 가열됨에 따라, 작동액(W)은 압력 차이에 의해 유동하여 히트 파이프(330)를 이동하게 된다. 구체적으로, 히터(342)에 의해 가열되어 출구(341a', 341a")로 배출된 고온의 작동액(W)은 히트 파이프(330)를 이동하면서 케이스(310)에 열을 전달한다. 작동액(W)은 이러한 열교환 과정을 거치면서 점차 냉각되어 입구(341b', 341b")로 유입된다. 냉각된 작동액(W)은 히터(342)에 의해 재가열된 후 다시 출구(341a', 341a")로 배출되어 위의 과정을 반복 수행한다. 이러한 순환 방식에 의해 케이스(310)에 대한 제상이 이루어지게 된다.

히트 파이프(330)가 제1 및 제2히트 파이프(331, 332)로 구성되는 구조에서, 제1 및 제2히트 파이프(331, 332)는 히팅 유닛(340)의 입구(341b', 341b") 및 출구(341a', 341a")와 각각 연결된다.

구체적으로, 히팅 유닛(340)의 출구(341a', 341a")는 제1출구(341a')와 제2출구(341a")로 구성되고, 제1 및 제2히트 파이프(331, 332) 각각의 일단부는 제1 및 제2출구(341a', 341a")와 각각 연결된다. 상기 연결 구조에 의해, 히팅 유닛(340)에 의해 가열된 기체 상태의 작동액(W)은 제1 및 제2출구(341a', 341a")를 통하여 제1 및 제2히트 파이프(331, 332)로 각각 방출된다.

제1 및 제2출구(341a', 341a")는 히터 케이스(341)의 양측 외부면에 각각 형성되거나, 히터 케이스(341)의 전단부에 나란하게 형성될 수 있다.

제1 및 제2출구(341a', 341a")와 각각 연결되는 제1 및 제2히트 파이프(331, 332)의 일단부는 그 기능상[히터(342)에 의해 가열된 고온의 작동액(W)이 유입되는 부분] 제1 및 제2유입부로 이해될 수 있다.

또한, 히팅 유닛(340)의 입구(341b', 341b")는 제1입구(341b')와 제2입구(341b")로 구성되고, 제1 및 제2히트 파이프(331, 332) 각각의 타단부는 제1 및 제2입구(341b', 341b")와 각각 연결된다. 상기 연결 구조에 의해, 각각의 히트 파이프(330)를 이동하면서 냉각된 액체 상태의 작동액(W)은 제1 및 제2입구(341b', 341b")를 통하여 히터 케이스(341)의 내부로 유입된다.

제1 및 제2입구(341b', 341b")는 히터 케이스(341)의 양측 외부면에 각각 형성되거나, 히터 케이스(341)의 후단부에 나란하게 형성될 수 있다.

제1 및 제2입구(341b', 341b")와 각각 연결되는 제1 및 제2히트 파이프(331, 332)의 타단부는 그 기능상[각각의 히트 파이프(331, 332)를 이동하면서 냉각된 액체 상태의 작동액(W)이 회수되는 부분] 제1 및 제2리턴부로 이해될 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이, 히터 케이스(341)의 출구(341a', 341a")는 히터 케이스(341)의 전단으로부터 후방으로 소정 간격을 두고 이격된 위치에 형성될 수 있다. 즉, 히터 케이스(341)의 전단은 출구(341a', 341a")를 지나서 전방으로 돌출 형성된 것으로 이해될 수 있다.

히터(342)는 입구(341b', 341b")와 출구(341a', 341a") 사이의 일 지점으로부터 출구(341a', 341a")를 지난 위치까지 연장 형성될 수 있다. 이에 따르면, 히터 케이스(341)의 출구(341a', 341a")는 능동발열부(AHP) 내에 위치하게 된다.

상기 구조에 의해, 작동액(W)의 일부는 히터 케이스(341)의 전단부[히터 케이스(341)의 내측 전단과 출구(341a', 341a") 사이의 공간]에 머물러 히터(342)의 과열을 방지하게 된다.

구체적으로, 능동발열부(AHP)에서 가열된 작동액(W)은 작동액(W)이 순환하는 방향, 즉 히터 케이스(341)의 전단부를 향하여 이동되는데, 이 과정에서 작동액(W)의 일부는 분지된 출구(341a', 341a")로 배출되지만 나머지는 출구(341a', 341a")를 지나 히터 케이스(341)의 전단부에 와류를 형성하며 머무르게 된다.

이처럼 가열된 작동액(W)의 전부가 출구(341a', 341a")로 바로 배출되는 것이 아니라, 일부는 출구(341a', 341a")로 바로 배출되지 못하고 히터 케이스(341) 내에 머물러있게 되므로, 히터(342)의 과열이 보다 방지될 수 있다.

한편, 히터 케이스(341)는 히터(342)가 배치된 부분에 대응되는 능동발열부(AHP)와, 히터(342)가 미배치된 부분에 대응되는 수동발열부(PHP)로 구획된다.

상기 능동발열부(AHP)는 히터(342)에 의해 직접적으로 가열되는 부분으로서, 액체 상태의 작동액(W)은 능동발열부(AHP)에서 가열되어 고온의 기체 상태로 상변화된다.

히터 케이스(341)의 출구(341a', 341a")는 능동발열부(AHP) 내에 위치하거나, 능동발열부(AHP)보다 전방에 위치할 수 있다. 도 19에서는, 히터(342)가 히터 케이스(341)의 양측 외부면에 형성된 출구(341a', 341a") 아래를 지나 전방으로 연장 형성된 것을 예시하고 있다. 즉, 본 실시예에서, 히터 케이스(341)의 출구(341a', 341a")는 능동발열부(AHP) 내에 위치한다.

능동발열부(AHP)의 후방에는 수동발열부(PHP)가 형성된다. 수동발열부(PHP)는 능동발열부(AHP)처럼 히터(342)에 의해 직접적으로 가열되는 부분은 아니지만, 간접적으로 열을 전달받아 일정 온도 수준으로 가열된다. 여기서, 수동발열부(PHP)는 액체 상태의 작동액(W)에 소정의 온도 상승을 야기할 수 있을 뿐, 작동액(W)을 기체 상태로 상변화시킬 수 있을 만큼 고온을 가지지는 않는다. 즉, 온도 관점에서, 능동발열부(AHP)는 상대적으로 고온부를 형성하고, 수동발열부(PHP)는 상대적으로 저온부를 형성한다.

만일, 작동액(W)이 고온의 능동발열부(AHP) 측으로 바로 리턴되도록 구성된다면, 회수되는 작동액(W)이 다시 가열되어 히터 케이스(341) 내로 원활하게 귀환되지 못하고 역류하게 되는 경우가 발생할 수 있다. 이는 히트 파이프(330) 내의 작동액(W)의 순환 유동에 방해가 되어, 히터(342)가 과열되는 문제를 야기할 수 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여, 히팅 유닛(340)의 입구(341b', 341b")는 수동발열부(PHP) 내에 형성되어, 히트 파이프(330)를 이동한 후 리턴되는 작동액(W)이 능동발열부(AHP)로 바로 유입되지 않도록 구성된다.

본 실시예에서는, 히팅 유닛(340)의 입구(341b', 341b")가 수동발열부(PHP) 내에 위치하여, 히트 파이프(330)를 이동한 후 리턴되는 작동액(W)이 수동발열부(PHP)로 유입되도록 구성된 것을 보이고 있다. 즉, 히팅 유닛(340)의 입구(341b', 341b")는 히터 케이스(341) 중 히터(342)가 미배치되는 부분에 형성된다.

이하에서는, 히터 케이스(341)의 상세 구조 및 히터 케이스(341)와 히터(342) 간의 결합 구조에 대하여 보다 상세히 설명한다.

히터 케이스(341)는 메인 케이스(341a)와, 메인 케이스(341a) 양측에 각각 결합되는 제1커버(341b)와 제2커버(341c)를 포함한다.

메인 케이스(341a)는 내부에 빈 공간을 구비하며, 양단부가 개구된 형태를 가진다. 메인 케이스(341a)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 도 18에서는 내부의 빈 공간이 사각 단면 형태를 가지고 일방향을 따라 길게 연장 형성된 사각기둥 형태의 메인 케이스(341a)를 보이고 있다.

제1 및 제2커버(341b, 341c)는 메인 케이스(341a)의 개구된 양단부를 덮도록 메인 케이스(341a)의 양측에 각각 장착된다. 제1 및 제2커버(341b, 341c)는 메인 케이스(341a)와 같은 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.

본 실시예에서는, 메인 케이스(341a)의 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 출구(341a', 341a")와 입구(341b', 341b")가 각각 구비되며, 상기 출구(341a', 341a")와 입구(341b', 341b")에 히트 파이프(331, 332)의 양단부[출구(341a', 341a")와 연결되는 유입부 및 입구(341b', 341b")와 연결되는 리턴부]가 연결된 구조를 보이고 있다.

보다 구체적으로, 메인 케이스(341a)의 일측면에는 제1출구(341a')와 제1입구(341b')가 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 형성되고, 상기 일면과 마주하는 타측면에는 제2출구(341a")와 제2입구(341b")가 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 형성된다. 여기서, 제1출구(341a')와 제2출구(341a")는 서로 마주하도록 배치될 수 있으며, 제1입구(341b')와 제2입구(341b")는 서로 마주하도록 배치될 수 있다.

그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 입구(341b', 341b")와 출구(341a', 341a") 중 적어도 하나는 제1 및/또는 제2커버(341b, 341c)에 형성될 수도 있다.

한편, 히팅 유닛(340)은 케이스(310)의 하부에 구비되므로, 그 구조상 제상으로 인하여 발생된 제상수가 히팅 유닛(340)으로 흘러내릴 수 있다. 히팅 유닛(340)에는 구비되는 히터(342)는 전자 부품이므로, 이에 제상수가 접촉되면 쇼트가 발생할 수 있다. 이처럼, 제상수를 비롯한 수분이 히터(342)에 침투되지 않도록 하기 위하여 본 발명의 히팅 유닛(340)은 다음과 같은 실링 구조를 구비할 수 있다.

먼저, 메인 케이스(341a)의 저면에는 히터(342)가 부착되며, 메인 케이스(341a)의 양측에는 제1 및 제2연장핀(341a1, 341a2)이 각각 저면으로부터 하측으로 연장 형성되어 저면에 부착된 히터(342)의 측면을 덮도록 구성된다. 상기 구조에 의해, 제상으로 인하여 발생된 제상수가 메인 케이스(341a)에 떨어져 메인 케이스(341a)의 외부면을 타고 흘러내리더라도, 제1 및 제2연장핀(341a1, 341a2) 내측에 수용된 히터(342)로는 제상수가 침투되지 않는다.

또한, 이처럼 히터(342)의 배면과 제1 및 제2연장핀(341a1, 341a2)에 의해 형성되는 리세스된(recessed) 공간에는 실링부재(345)가 히터(342)를 덮도록 충진될 수 있다. 상기 실링부재(345)로 실리콘, 우레탄, 에폭시 등이 이용될 수 있다. 예를 들어, 액상의 에폭시가 히터(342)를 덮도록 상기 리세스된 공간 내에 충진된 후 경화 과정을 거쳐, 히터(342)의 실링 구조가 완성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2연장핀(341a1, 341a2)은 실링부재(345)가 충진되는 리세스된 공간을 한정하는 측벽으로서 기능하게 된다.

히터(342)의 배면과 실링부재(345) 사이에는 절연재(344)가 개재될 수 있다. 상기 절연재(344)로 운모 재질의 마이카 시트(mica sheet)가 이용될 수 있다. 히터(342)의 배면에 절연재(344)가 배치됨으로써, 전원 인가에 따른 열선(342b)의 발열시 히터(342) 배면측으로의 열전달이 제한될 수 있다.

아울러, 메인 케이스(341a)와 히터(342) 사이에는 열전도성 접착제(343)가 개재될 수 있다. 열전도성 접착제(343)는 히터(342)를 메인 케이스(341a)에 부착시키면서 히터(342)에서 발생된 열을 메인 케이스(341a)에 전달하는 역할을 한다. 상기 열전도성 접착제(343)로, 고온에 견딜 수 있는 내열 실리콘이 이용될 수 있다.

한편, 제1 및 제2커버(341b, 341c) 중 적어도 하나는 상기 메인 케이스(341a)의 저면으로부터 하측으로 연장 형성되어, 상기 제1 및 제2연장핀(341a1, 341a2)과 함께 상기 히터(342)를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 상기 구조에 따르면, 실링부재(345)의 충진이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

다만, 히터(342)의 터미널(342c)에 연결되는 리드 와이어(346)가 히터 케이스(341)의 일측에서 외부로 연장되는 구조를 고려할 때, 제1 및 제2커버(341b, 341c) 중 상기 히터 케이스(341) 일측에 대응되는 커버는 하측으로 연장 형성되지 않거나, 하측으로 연장 형성되더라도 리드 와이어(346)가 통과할 수 있는 홈 내지는 홀을 구비할 수 있다.

본 실시예에서는, 제2커버(341c)가 메인 케이스(341a)의 저면으로부터 하측으로 연장 형성되고, 리드 와이어(346)가 제1커버(341b) 측으로 연장 형성된 구조를 보이고 있다.

도 20 및 도 21은 제3실시예의 변형예를 보인 개념도들이다. 참고로, 도 20 및 도 21에는 히팅 유닛(440, 540)이 개략적으로 도시되어 있다. 본 변형예의 히팅 유닛(440, 540)에는 제3실시예의 히팅 유닛(340)이 적용될 수 있다.

먼저 도 20을 참조하면, 본 변형예의 히트 파이프(430)에 의해 형성되는 히팅유로는, 앞선 제1실시예에서 히팅 튜브(130)에 의해 형성되는 히팅유로에 대응되는 형상을 가질 수 있다.

구체적으로, 히터 케이스(441)는 하나의 출구(441a)와 하나의 입구(441b)를 구비한다. 상기 출구(441a)에는 히트 파이프(430)의 일단부가 연결되고, 상기 입구(441b)에는 히트 파이프(430)의 타단부가 연결된다.

히트 파이프(430)는 케이스(410)의 가장자리 부분을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 도면에서는 히터 케이스(441)가 케이스(410)의 바닥면 저부에 배치되고, 히터 케이스(441)의 출구(441a)에 연결된 히트 파이프(430)가 케이스(410)의 일측면을 따라 상측으로 연장 형성되었다가 다시 하측으로 연장 형성된 뒤, 케이스(410)의 바닥면을 거쳐, 케이스(410)의 타측면을 따라 상측으로 연장 형성되었다가 다시 하측으로 연장 형성된 후, 입구(441b)에 연결된 구성을 보이고 있다.

도면상에서, 케이스(410)의 전방에 형성된 히트 파이프(430)를 흐르는 작동액(W)의 유동방향과 후방에 형성된 히트 파이프(430)를 흐르는 작동액(W)의 유동방향은 서로 반대된다.

다음으로 도 21을 참조하면, 본 변형예의 히트 파이프(530)에 의해 형성되는 히팅유로(530', 530")는, 앞선 제2실시예에서 히팅 튜브(230)에 의해 형성되는 히팅유로(230', 230")에 대응되는 형상을 가질 수 있다.

구체적으로, 히터 케이스(541)는 두 개의 출구(541a', 541a")와 두 개의 입구(541b', 541b")를 구비한다. 도시된 바와 같이, 출구(541a', 541a")는 히터 케이스(541)의 양측에 각각 구비되는 제1출구(541a')와 제2출구(541a")로 나뉘어 형성될 수 있고, 입구(541b', 541b")는 히터 케이스(541)의 양측에 각각 구비되는 제1입구(541b')와 제2입구(541b")로 나뉘어 형성될 수 있다. 즉, 히터 케이스(541)의 일측에는 제1출구(541a')와 제1입구(541b')가 각각 구비되고, 히터 케이스(541)의 타측에는 제2출구(541a")와 제2입구(541b")가 각각 구비될 수 있다.

상기 구조에서, 히트 파이프(530)는, 작동액(W)이 제1출구(541a')로부터 방출되어 제1입구(541b')로 회수되도록 하는 제1히팅유로(530')와, 작동액(W)이 제2출구(541a")로 방출되어 제2입구(541b")로 회수되도록 하는 제2히팅유로(530")를 구성한다.

구체적으로, 히트 파이프(530)의 일부는 제1출구(541a')에 연결되어, 히터 케이스(541)로부터 멀어지도록 케이스(510)의 일측으로 연장 형성되었다가, 다시 히터 케이스(541)에 가까워지도록 연장 형성되어, 제1입구(541b')에 연결된다. 이러한 히트 파이프(530)의 일부는 상기 제1히팅유로(530')를 구성한다. 아울러, 히트 파이프(530)의 다른 일부는 제2출구(541a")에 연결되어, 히터 케이스(541)로부터 멀어지도록 케이스(510)의 타측으로 연장 형성되었다가, 다시 히터 케이스(541)에 가까워지도록 연장 형성되어, 제2입구(541b")에 연결된다. 이러한 히트 파이프(530)의 일부는 상기 제2히팅유로(530")를 구성한다.

Claims (20)

1. 제1케이스 시트와 제2케이스 시트가 상호 접합되고 빈 박스 형태로 벤딩되어 내부에 저장실을 형성하는 케이스;
   상기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브;
   상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되며, 내부에 제상을 위한 작동액이 충진되는 히팅 튜브; 및
   상기 히팅 튜브에 대응되는 상기 케이스의 외부면에 부착되어, 상기 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히팅 유닛을 포함하며,
   상기 쿨링 튜브와 상기 히팅 튜브는 상기 케이스를 구성하는 상기 제1케이스 시트와 상기 제2케이스 시트 사이가 팽창되어 생긴 빈 공간인 것을 특징으로 하는 증발기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 히팅 유닛은 상기 케이스의 바닥면 저부에 부착되는 것을 특징으로 하는 증발기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 히팅 튜브는,
   상기 히팅 유닛이 부착되어 내부의 작동액이 가열되도록 구성되고, 상기 히팅 유닛에 의해 가열된 작동액이 방출되는 출구와 냉각된 작동액이 회수되는 입구를 포함하는 챔버; 및
   상기 출구와 상기 입구에 각각 연결되어 작동액이 흐르는 유로를 형성하는 유동관을 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 챔버는 상기 케이스의 바닥면 또는 상기 케이스의 일측면 하부에 구비되는 것을 특징으로 하는 증발기.
5. 제3항에 있어서,
   상기 출구와 연결된 상기 유동관은 상기 케이스의 상측을 향하여 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
6. 제3항에 있어서,
   상기 출구의 단면적은 상기 입구의 단면적과 같거나 상기 입구의 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
7. 제3항에 있어서,
   상기 히팅 유닛은,
   상기 챔버를 덮도록 배치되는 장착 프레임;
   상기 장착 프레임에 부착되는 히터;
   상기 히터와 제어부 간을 전기적으로 연결하는 리드 와이어; 및
   상기 히터를 덮도록 배치되는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 챔버는, 상기 히터가 배치되는 부분에 대응되는 능동발열부와, 상기 히터가 미배치되는 부분에 대응되는 수동발열부로 구획되고,
   상기 유동관을 이동한 후 상기 입구를 통하여 리턴되는 작동액이 재가열되어 역류하는 것을 방지하도록, 상기 입구는 상기 수동발열부에 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
9. 제7항에 있어서,
   상기 장착 프레임을 관통하여 상기 케이스에 고정되는 체결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
10. 제7항에 있어서,
    상기 챔버와 상기 장착 프레임 사이에는 열전도성 접착제가 개재되는 것을 특징으로 하는 증발기.
11. 제7항에 있어서,
    상기 장착 프레임은,
    상기 챔버에 대응되게 형성되는 베이스 프레임; 및
    상기 베이스 프레임의 배면으로부터 하측으로 돌출 형성되어, 상기 베이스 프레임의 배면에 부착된 상기 히터의 적어도 일부를 감싸도록 구성되는 돌출부를 구비하며,
    상기 실링부재는 상기 돌출부에 의해 형성되는 내측의 리세스된(recessed) 공간에 상기 히터를 덮도록 충진되는 것을 특징으로 하는 증발기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 히터는,
    세라믹 재질로 형성되고, 상기 장착 프레임의 배면에 부착되는 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트에 형성되며, 상기 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 구성되는 열선; 및
    상기 베이스 플레이트에 형성되고, 상기 열선과 상기 리드 와이어 간을 전기적으로 연결하는 터미널을 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
13. 제7항에 있어서,
    상기 히터의 배면과 상기 실링부재 사이에는 절연재가 개재되는 것을 특징으로 하는 증발기.
14. 제3항에 있어서,
    상기 히팅 튜브는 상기 쿨링 튜브의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 쿨링 튜브를 향하여 내측으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
16. 제3항에 있어서,
    상기 쿨링 튜브는 상기 히팅 튜브의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
17. 제16항에 있어서,
    상기 출구는 상기 챔버의 양측에 각각 구비되는 제1출구와 제2출구를 구비하고,
    상기 입구는 상기 챔버의 양측에 각각 구비되는 제1입구와 제2입구를 구비하며,
    상기 유동관은, 상기 제1 및 제2출구에 각각 연결되어, 상기 챔버로부터 멀어지도록 상기 챔버의 양측으로 각각 연장 형성되었다가 상기 챔버에 가까워지도록 연장 형성되어, 상기 제1 및 제2입구에 연결되는 것을 특징으로 하는 증발기.
18. 제1항에 있어서,
    상호 접합된 상기 제1 및 제2케이스 시트의 일단부에는 상기 히팅 튜브의 제1개구부와 제2개구부가 각각 형성되며,
    상기 제1개구부와 상기 제2개구부가 연결배관에 의해 상호 연결됨으로써, 상기 히팅 튜브는 상기 연결배관과 함께 작동액이 순환하는 폐루프 형태의 순환 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 증발기.
19. 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 저장실을 형성하는 케이스;
    상기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉매가 충진되는 쿨링 튜브;
    상기 케이스의 외부에 구비되는 히팅 유닛; 및
    양단부가 상기 히팅 유닛의 입구와 출구에 각각 연결되고, 상기 히팅 유닛에 의해 가열되어 이송되는 고온의 작동액에 의해 상기 케이스에 방열하도록 상기 케이스의 외부를 감싸도록 구성되는 히트 파이프를 포함하며,
    상기 히팅 유닛은,
    내부에 빈 공간을 구비하고, 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 상기 입구와 상기 출구를 각각 구비하는 히터 케이스; 및
    상기 히터 케이스의 외부면에 부착되어 상기 히터 케이스 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
20. 제19항에 있어서,
    상기 히터 케이스의 양측에는 각각 저면으로부터 하측으로 연장 형성되어 상기 저면에 부착된 히터의 양측면을 덮도록 구성되는 제1 및 제2연장핀이 구비되며,
    상기 히터의 배면과 상기 제1 및 제2연장핀에 의해 형성되는 리세스된(recessed) 공간에는 실링부재가 상기 히터를 덮도록 충진되는 것을 특징으로 하는 증발기.

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